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In der Impulstechnik ist es für viele Zwecke erforderlich, hnpulsgruppen
von zwei oder mehr Impulsen zu erhalten, die einmal auftreten oder sich periodisch
wiederholen. Im Mikrdsekundenbereich- ist das mil Impulsgeneratoren und gesteuerten
Gattern möglich. Ferner sind Anordnungen (deutsche Ausleäeschrffi 1050
371) bekannt, in denen ein Impuls auf eine ringförmig geschlossene Laufzeitleitung
gegeben wird, womit Impulsfolgen der Frequenz f und ganzzahligen Vielfachen
(m - f) davon erzeugt werden können. Hierzu werden aber -aktive Hilfsschaltungen
unter anderem zur Re generätion der Impulsfoim benutzt, so daß die erreichbaren
kürzesten Anstiegszeiten und Impulsabstände sowie; die höchst mögliche Wiederholfrequenz
durch die verwendeten aktiven Elemente begrenzt werden. Diä USA.-Patentschrift 2
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beschreibt eine Lauf.zeitleitung,_ an die an verschiedenen aufeinanderfolgenden
Anzapfungen Univibratoren angeschaltet werden, um entsprechend der Laufzeit zwischen
den Anzapfungen verzögerte, durch den Univibrator regenerierte Impulse zu erhalten.
Auch hierbei begrenzen die Univibratoren mit ihren aktiven Elementen die Verwendung
der Anordnung bei kürzesten Anstiegszeiten und Impulsabständen sowie hoher Wiederholfrequenz
im Gebiet der Nanosekunden. In diesem Bereich besteht die Möglichkeit, einen Einzelimpuls
gleichzeitig auf mehrere Laufzeitleitungen (Kabel) unterschiedlicher Laufzeit
zu geben, die dann wieder über Netzwerke linearer (Widerstände) oder nichtlinearer
Art (Diöd6h) an einen gemeinsamen Punkt zusammengeführt werden, so daß man von dort
einen Mehrfachimpuls ableiten kann, wobei die Anzahl der, Impulse durch die Zahl
der parallelen Leitungen und der Abstand durch ihre Laufzeitdifferenzen gegeben
ist.
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Dieses Verfahren hat gegenüber dem erfindungsgemäßen, bei dem die
Laufzeitleitung an mehreren Punkten hintereinander angezapft ist und deren Anzapfpunkte
über Widerstände zu einem gemeinsamen Ausgang miteinander verbunden sind, folgende
Nachteile-. 1 . Werden bei der Wiederzusammenführung der Leitungen Dioden
verwendet, so begrenzen diese durch ihre elektrischen Eigenschaften (Parallelkapazitäten
und Erholzeiten) die erzielbaren Anstiegs- und Abfallzeiten der Impulse.
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2. Durch ihre Sperrspannung (im allgemeinen nimmt mit der Schnelligkeit
der Dioden ihre Sperrspannung ab) ist die Amplitude der Impulse begrenzt.
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3. Bei kleinen Amplituden wirkt die Schleusenspannung der Dioden
störend.
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4. Will man die Nachteile der Dioden vermeiden, so können Widerstandsnetzwerke
verwendet werden, um die Störimpulse zu verringern, die dadurch entstehen, daß die
am Zusammenfährungspunkt ankommenden Impulse in den anderen Laufzeitleitungen
zurücklaufen und -über die Eingangsverzweigung wieder an den Ausgang zurücklaufen.
Im Hinblick auf das Verhältnis von Nutzimpulsen zu diesen Störimpulsen, die im Anschluß
an die Nutzimpulse auftreten, erweist sich die erfindungsgemäße Schaltung als günstiger.
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5. Um eine bestimmte Impulsfolge zu erzeugen, wird eine bestimmte
Gesamtlänge an Laufzeitleitungen benötigt. Für vi er Imp ulse im Abstand von 2-
Nanosekunden (ns) -ist eine 2 ns, eine 4 ns und eine 6 ns lange Leitung
erforderlich; insgesamt eine Leitung mit 12 ns Laufzeit. Bei der erfindungsgemäßen
Schaltung werden nur Leitungen für insgesamt 6 ns Laufzeit benötigt.
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Das Prinzip der neuen Schaltung zeigt Ab b. 1.
Als Beispiel
ist eine Schaltung für vier Impulse mit einem Koaxialkabel als Laufzeitleitung gewählt
worden. Ein Koaxialkabel B mit dem Wellenwiderstand Z wird von -einem Impulsgenerator
A gespeist, daß an seinem Ende mit einem Widerstand R, = Z abgeschlossen
ist.
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An den vier Punkten 1 ... 4 sind am Innenleiter des Kabels
vier Widerstände R, ... R4 angeschlossen, die gemeinsam an den Punkt
5 führen. Von diesem Punkt wird über das Kabel C die Impulsfolge ab-genommen.
Kommt
ein Impuls mit der zeitlichen Länge T, (A b b. 2 a) an den Punkt
1, so gelangt ein Teil des Impulses über- 9, an den Punkt 5 und damit
auf das Ausgangskabel C. Dä der Widerstand R, > Z sein soll,
tritt am Punkt 1 nur eine kleine Reflexion auf, der dort ankommende Impuls
läuft nur wenig in seiner Amplitude verringert weiter züm Punkt 2. Die Laufzeit
vom Punkt 1 zum Punkt 2 betrage T2 > Tj. Hier gelangt wieder
'ein Teil des Impulses zum Punkt 5, d. h. zum Ausgang. Um den bei Punkt
1 erlittenen Amplitudenverlust auszugleichen, wird der Widerstand R 2 so
viel gegenüber R, verkleinert, daß der zweite Impuls am Ausgang gleich -groß wie
der erste, wird. Am Punkt 3 und Punkt 4 geschieht entsprechend dasselbe,
d. h., die Widerstände R 3 und R, werden jeweils so weit verringert, daß
die über sie zum Ausgang gelangenden Impulsanteile in ihrer Amplitude mit den vorhergehenden
übereinstimmen. Ab b. 2 zeigt die entstandene Impulsfolge. Der auf dem Kabel
B weiterlaufende Restiinpuls wird danach in dem Widerstand R, reflexionsfrei absorbiert.
Aus dem vom Generator abgegebenen Impuls ist somit eine Folge von vier Impulsen
-geringerer Amplitude gewonnen worden mit Abständen, die den Laufzeiten zwischen
den einzelnen Punkten 1 ... 4 entsprechen.
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Außer der am Ausgang erscheinenden Folge von vier Impulsen entstehen
noch unerwünschterweise Störimpulse auf folgende zwei Arten: Einmal gelangen von
den an den Anzapfstellen entstehenden zurücklaufenden Reflexionen ebenfalls Teile
über die vorher liegenden Anzapfpunkte an den Ausgang, zum anderen kommt ein am
Ausgangspunkt 5 erscheinender Impuls teilweise über die anderen Widerstände
R auf die LeitungB zurück, läuft nach beiden Seiten weg zum GeneratorA und zum Abschluß,
wobei an den Anzapfstellen jedesmal Störspannungen auf den Ausgang gelangen, Werden
aber die WiderständeR gegenüber dem WellenwiderstandZ genügend groß gewählt, so
bleiben die Störiinpulse klein gegenüber der gewünschten Impulsfolge.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung liegen darin,
daß bei geeigneter konstruktiver Ausbildung der Schaltung Impulse mit sehr kurzen
Anstiegs- und Abfaliszeiten vervielfacht werden können. Die Amplitude der Impulse
ist nicht durch die Sperrspannung irgendwelcher Halbleiter begrenzt. Je höher die
Anzahl der zu gewinnenden Impulse ist und je länger sie zeitlich sind, um
so stärker fällt die Ersparnis an Kabeln ins Gewicht.
Außer zur
Impulsfolgenherstellung aus einem Einzelimpuls läßt sich die beschriebene Schaltungsanordnung
auch zur Erzeugung von Trennimpulsen benutzen. Ist der Eingangsimpuls
(A b b. 3 a) länger als die Laufzeit auf dem Kabel B bis zur letzten Anzapfstelle,
so entsteht durch überlagerung ein Treppenimpuls nach A b b. 3 b.
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An den Stellen 1 a und 1 b, 2 a und 2
b, usw. in Ab b. 1 können in das Kabel lösbare Verbindungen eingefügt
werden, so daß durch Auswechseln der Kabelstücke zwischen den Anzapfstellen beliebige
Impulsabstände zu erhalten sind, wenn nur die Anzapfstellen zu einer konstruktiven
Einheit zusammengefaßt sind.